Treap（树堆）：随机平衡二叉树实现

本文是根据郭家宝的文章《Treap的原理及实现》写的。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
struct node{
    struct node *left,*right;
    int data,fix,size,weight;
    node(int x){
        data=x;
        weight=size=1;
        fix=rand();
        left=right=NULL;
    }
    void updata_size(){
        size=weight+lsize()+rsize();
    }
    int lsize(){return left?left->size:0;}
    int rsize(){return right?right->size:0;}
};
void right_rotate(node* &p){//右旋
    node* t=p->left;
    p->left=t->right;
    t->right=p;
    p->updata_size();
    t->updata_size();
    p=t;
}
void left_rotate(node* &p){//×óÐý
    node* t=p->right;
    p->right=t->left;
    t->left=p;
    p->updata_size();
    t->updata_size();
    p=t;
}
void insert(node* &p,int x){//左旋
    if(p&&p->data==x){
        p->weight++;
        p->size++;
        return ;
    }
    if(!p){
        p=new node(x);
    }else if(x<p->data){
        insert(p->left,x);
        if(p->left->fix<p->fix)
            right_rotate(p);
    }else{
        insert(p->right,x);
        if(p->right->fix<p->fix)
            left_rotate(p);
    }
    p->updata_size();
}
int find(node* p,int x){//查找
    if(!p)            return 0;
    if(p->data==x)    return 1;
    if(p->data>x)
        return find(p->left,x);
    else
        return find(p->right,x);
}
void Delete(node* &p,int x){//删除
    if(p->data==x){
        if(--p->weight==0){
            if(!p->left||!p->right){
                node* t=p;
                if(!p->right)
                    p=p->right;
                else
                    p=p->left;
                delete p;
            }else{
                if(p->left->fix<p->right->fix){
                    right_rotate(p);
                    Delete(p->right,x);
                }else{
                    left_rotate(p);
                    Delete(p->left,x);
                }
            }
        }
    }else if(p->data>x){
        Delete(p->left,x);
    }else{
        Delete(p->right,x);
    }
    if(p)    p->updata_size();
}
void mid_print(node* p){//中序
    if(p){
        mid_print(p->left);
        printf("%d ",p->data);
        mid_print(p->right);
    }
}
node* Pre(node* p,int x,node* opt){//前缀
    if(!p)    return opt;
    if(p->data<=x)    return Pre(p->right,x,p);
    else            return Pre(p->left,x,opt);
}
node* Suf(node* p,int x,node* opt){//后继
    if(!p)    return opt;
    if(p->data>=x)    return Suf(p->left,x,p);
    else            return Suf(p->right,x,opt);
}
node* Kth(node* p,int k){//Kth
    if(k<=p->lsize())    return Kth(p->left,k);
    else if(k>p->lsize()+p->weight)    return Kth(p->right,k-(p->lsize()+p->weight));
    else    return p;
}
int rand(node* p,int x,int cur){//排名
    if(x==p->data)    return cur+p->lsize()+1;
    else if(x<p->data)    return rand(p->left,x,cur);
    else            return rand(p->right,x,cur+p->lsize()+p->weight);
} 
int main(){
    node* root;
    case 1:insert(root,x);
    case 2:if(find(root,x))Delete(root,x);
    case 3:mid_print(root);
    case 4:printf("%d
",Pre(root,x,0)->data);
    case 5:printf("%d
",Suf(root,x,0)->data);
    case 6:printf("%d
",Kth(root,k)->data);
    case 7:printf("%d
",rank(root,x));
    return 0;
}